综放工作面采空区自燃环境三维数值模拟研究

"综放工作面采空区自燃环境数值仿真研究，王晔，朱锴，朱建芳，华北科技学院安全工程学院" 综放工作面采空区自燃环境的研究是煤矿安全生产中的一个重要课题，关系到矿井的安全与效率。在本文中，作者以渗流力学和计算流体力学为基础，建立了三维数学物理模型，用于模拟分析综放工作面采空区内的气流运动、氧气与可燃气体浓度分布，以及"三带"（氧化带、过渡带和还原带）的形成和变化规律。 "三带"是采空区自燃环境的核心概念，它们分别代表了不同氧化程度的区域。氧化带内氧气充足，可促进煤炭氧化升温；过渡带则介于氧化与还原之间，是控制自燃的关键区域；还原带内氧气稀薄，煤炭氧化过程减缓。通过数值仿真，可以更准确地了解这些区域的变化，从而为自燃防治提供科学依据。 以孔庄煤矿7354综放工作面为实际案例，仿真结果表明，模拟得到的速度场和浓度场与实际现场情况吻合度较高，验证了该数值仿真方法的可靠性和实用性。同时，作者对比分析了采取堵漏技术和抽放技术后三带分布的差异，这两种技术都是常见的防止煤炭自燃的措施。堵漏技术旨在减少氧气进入采空区，而抽放技术则是通过抽取可燃气体降低其浓度，防止达到爆炸极限。 通过这样的仿真研究，可以为煤矿制定出更合理、更高效的自燃预防策略，减少矿井火灾事故的风险，保障煤矿工人的生命安全和生产效率。该研究不仅具有理论意义，而且在实际操作中具有很强的指导价值，对于提升我国煤矿的安全生产水平具有重要意义。同时，文章的作者王晔、朱锴和朱建芳均来自华北科技学院安全工程学院，他们在矿井通风、瓦斯及火灾防治等领域有着深入的教学和科研经验，这使得他们的研究更具权威性。 关键词涉及综放工作面、采空区、自燃环境和三维数值模拟，表明该研究涵盖了煤层开采中的关键问题，以及运用现代科技手段解决这些问题的方法。中图分类号和文献标识码则表明该研究属于煤炭工程技术领域的专业论文，具有较高的学术价值。